Abstract: manual of physics and chemistry of fire. Vapor pressure and boiling point.
FÍSICA Y QUÍMICA DEL FUEGO PARA BOMBEROS
- Moléculas de un líquido.
- Vapor, evaporación de un líquido.
- Movimiento de dispersión.
- Presión de vapor y punto de ebullición.
- Presión atmosférica.
- Densidad relativa vapor-aire.
Presión de vapor y punto de ebullición
Las moléculas de un líquido se encuentran en constante movimiento, dependiendo esta movilidad de su temperatura interior, y se escapan continuamente de la superficie libre del líquido hacia el espacio superior.
Algunas de ellas permanecen flotando en el espacio mientras que otras, debido al movimiento errático, colisionan con la superficie del líquido, entrando de nuevo a formar parte de él.
• Si el líquido se encuentra en un recipiente abierto, las moléculas escapadas, que colectivamente se llaman "vapor", se alejan de la superficie; se dice entonces que el líquido se evapora.
• Si, por otra parte, el líquido se encontrara en un recipiente cerrado, el movimiento de dispersión de las moléculas quedarían limitado al espacio del líquido.
Al aumentar el número de moléculas que chocan con la superficie del líquido y vuelven a entrar en él, se llega a alcanzar un punto de equilibrio en el que la cifra de moléculas escapadas del líquido iguala a la cifra de moléculas que vuelven a entrar en el mismo.
Presión y ebullición en líquidos
La presión ejercida por el vapor que se escapa en este punto de equilibrio, constituye la denominada "presión de vapor".
Al aumentar la temperatura del líquido, su presión de vapor se aproxima a la presión atmosférica.
A la temperatura en que la presión del vapor es igual a la presión atmosférica queda neutralizada y se produce la ebullición.
Al aire libre, el liquido entrará en ebullición cuando su presión de vapor sea igual a la presión atmosférica.
La temperatura del líquido en ese momento se conoce como punto de ebullición.
Aunque la presión de vapor de un líquido varía según la temperatura del mismo, existen muchos otros factores variables que afectan a la tasa real de evaporación del líquido en contacto con el aire.
Entre estos valores se incluyen: la temperatura atmosférica y la presión atmosférica, la circulación del aire, el calor específico y el calor latente de evaporación.
Densidad relativa vapor-aire
La densidad vapor-aire es el peso de una mezcla de vapor y aire como resultado de la vaporización de un líquido inflamable en condiciones de equilibrio de temperatura y presión, comparado con el peso de un volumen igual de aire en idénticas condiciones.
La densidad de la mezcla vapor-aire depende, por lo tanto, de:
- la temperatura ambiente
- de la tensión del vapor de dicho líquido a la temperatura dada y
- del peso molecular del líquido.
A temperaturas muy inferiores del punto de ebullición de un líquido, la presión de vapor de dicho líquido puede ser tan baja que la mezcla vapor-aire, formada casi exclusivamente por aire, tenga una densidad muy próxima a la del aire puro, es decir, la densidad relativa de la mezcla vapor-aire será próxima a la unidad.
Al aumentar la temperatura del líquido hasta la temperatura de ebullición, aumenta la velocidad de vaporización y el vapor desplaza el aire circundante de modo que la densidad relativa de la mezcla de vapor-aire se aproxima a la densidad relativa del vapor puro.
Las mezclas de vapor-aire cuya densidad sea bastante superior a la del aire a temperatura ambiente descenderán a niveles más bajos.
Por otra parte, la difusión y mezcla debido a las corrientes de convección limitará la distancia que recorren las mezclas cuyas densidades sean próximas o inferiores a 1.
